膨張弁固定装置
【課題】長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されたボディを有する膨張弁をエバポレータ側の配管に容易に取り付けることを可能にする。
【解決手段】ボディ１３が円柱部１４および帯状配管継手部１５によって構成された膨張弁１２をエバポレータから延びる配管に固定する膨張弁固定装置１１は、円柱部１４を取り囲んで帯状配管継手部１５の方へ延出されたＵ字形状の本体部１１ａとその自由端側にて内側に切り起こされた係止部１１ｂとを有している。その係止部１１ｂを、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５の先端近傍に固定されている固定板２７に係止することによって、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５を帯状配管継手部１５に形成されたポートに接続した状態を維持する。
【解決手段】ボディ１３が円柱部１４および帯状配管継手部１５によって構成された膨張弁１２をエバポレータから延びる配管に固定する膨張弁固定装置１１は、円柱部１４を取り囲んで帯状配管継手部１５の方へ延出されたＵ字形状の本体部１１ａとその自由端側にて内側に切り起こされた係止部１１ｂとを有している。その係止部１１ｂを、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５の先端近傍に固定されている固定板２７に係止することによって、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５を帯状配管継手部１５に形成されたポートに接続した状態を維持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膨張弁固定装置に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクル内にてエバポレータの出口における冷媒の温度に応じてエバポレータに送り出す冷媒の流量を制御する膨張弁の膨張弁固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置で用いられる膨張弁として、エバポレータを出た冷媒が所定の過熱度を有するようにエバポレータへ送り出す冷媒の流量を制御するようにした温度式膨張弁が知られている。温度式膨張弁は、高温・高圧の液冷媒を断熱膨張させて低温・低圧の気液混合冷媒にする弁部と、エバポレータを出た冷媒の温度を感知するパワーエレメントとを有し、パワーエレメントは、その感温室の圧力がエバポレータを出た冷媒の温度および圧力に応じて変化することによるダイヤフラムの変位を弁部に伝達して弁部の弁リフトを制御するようにしている。
【０００３】
温度式膨張弁は、パワーエレメントにエバポレータを出た冷媒の温度および圧力を感知させるために、エバポレータからコンプレッサに戻る冷媒を通過させる低圧戻り通路を有している。この低圧戻り通路は、弁部のボディを構成するブロックを貫通して形成されている。また、このボディのブロックには、液冷媒を入口ポートに供給する高圧配管と、膨張した冷媒を出口ポートからエバポレータに送り出す低圧配管と、エバポレータの出口を出た冷媒を低圧戻り通路に導入する低圧戻り配管と、この低圧戻り通路を通過した冷媒をコンプレッサの入口に戻す低圧戻り配管との４本の配管が接続されるが、これら４本の配管をブロックに固定しておくための２個のボルト孔が低圧戻り通路と平行に形成されている。
【０００４】
このように、ボディのブロックは、低圧戻り通路と２個のボルト孔とを有し、いずれも、ブロックを貫通して平行に形成されている孔であるので、このような孔を機械加工にて開けるのではなく、そのような孔が中空押し出し加工によって形成されている素材をボディとして使うことが提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。このように、膨張弁のボディとして、中空押し出し加工によって低圧戻り通路と２個のボルト孔とが形成されたブロックを使うことにより、少なくともこのような孔の下孔を開ける必要がないため加工コストが低減されるだけでなく、ボディの素材として既に孔が開いているので、材料費の節約にもなって、コストの安い温度式膨張弁を作ることを可能にしている。
【０００５】
これに対し、本出願人は、長手方向に冷媒通路をなす貫通孔が中空押し出し加工によって形成されたボディを有し、そのボディの側面には、エバポレータへの低圧配管およびエバポレータからの低圧戻り配管が接続されるポートを有する配管取付板が一体に形成された膨張弁を提案している（特願２００７−１０６０３７）。中空押し出し加工によって形成されたボディは、その長手方向の一端にエバポレータを出た冷媒の温度および圧力を感知するパワーエレメントが取り付けられ、その反対側の他端は、二重管構造に加工されていて、これに二重管が接続されるようになっている。この二重管は、内管と外管とを有し、たとえば内管には高圧の冷媒が流れ、内管と外管との間には低圧の冷媒が流れるようにしている。ボディは、長手方向に貫通孔が中空押し出し加工によって成型されているため、ポートを有する配管取付板の近傍を除いて全体的に肉厚部分がなく、特許文献１に記載の膨張弁のボディに比べて大幅な材料費の節約に寄与している。
【特許文献１】特開平１０−２６７４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されたボディを有する膨張弁では、実質的にボディに配管固定用のボルトを通すためのボルト孔を設けることができないという問題点があった。すなわち、ボルト孔は、配管取付板に開けられたポートの軸線に平行な方向に設ける必要があるが、それをボディまたは配管取付板に形成しようとすると、少なくとも中空押し出し方向から見たボルト孔の投影面積の分だけの厚みが必要になってしまう。しかも、その厚みの部分は、中空押し出し方向に連続して形成されることになるが、ボルト孔が形成される部分以外はまったく機能的に無用なものであることから、材料の無駄ができてしまい、ボディを中空押し出し加工によって作るメリットはなくなる。したがって、膨張弁と配管とを固定するためのボルトに代わる膨張弁固定装置が必要になる。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されたボディを有する膨張弁のための膨張弁固定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では上記問題を解決するために、ボディが円柱部とこの側面に配置された帯状配管継手部とが一体に形成され、前記円柱部にはその長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されている膨張弁をエバポレータまたは前記エバポレータから延びるエバポレータ入口配管およびエバポレータ出口配管に取り付ける膨張弁固定装置において、薄板を屈曲して略Ｕ字形状にした本体部とその自由端側にて内側に切り起こされた係止部とを有していることを特徴とする膨張弁固定装置が提供される。
【０００９】
このような膨張弁固定装置によれば、エバポレータ側の配管に膨張弁を接続した状態で、略Ｕ字形状の本体部がボディの円柱部を抱くようにしながら帯状配管継手部の方向に押し進めることで、係止部がエバポレータに設けられた係止可能な部材またはエバポレータから延びるエバポレータ入口配管およびエバポレータ出口配管を固定している固定板に係止されることで、ワンタッチで膨張弁をエバポレータまたは前記エバポレータから延びるエバポレータ入口配管およびエバポレータ出口配管に取り付けた状態に固定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の膨張弁固定装置は、本体部と係止部とを有する簡単な構成を有していて、膨張弁を固定するのに締め付け工具のようなツールを必要とせずにワンタッチで固定操作を完了させることができ、配管を固定するためのボルトが不要であるため、ボルト孔を設けることができないほど材料に無駄のない製法によるボディを有する膨張弁の固定に容易に適用することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る膨張弁固定装置により膨張弁を取り付けた状態を示す側面図、図２は膨張弁の取り付け状態を示す中央縦断面図、図３は図２のａ−ａ矢視断面図である。
【００１２】
本発明の膨張弁固定装置１１が対象とする膨張弁１２は、そのボディ１３が長手方向の中空押し出し加工によって成型された素材からなる温度式膨張弁である。ボディ１３は、図３の断面によく示されるように、円柱部１４とその側部に一体に形成された帯状配管継手部１５とを有し、円柱部１４は、中央通路１６が長手方向に貫通して形成され、その中央通路１６の周囲には、断面Ｕ字状の周辺通路１７が帯状配管継手部１５の側とは反対側に形成されている。図２に示されるように、円柱部１４は、その一端（図の上端）にパワーエレメント１８が配置され、他端（図の下端）は、中央通路１６の周囲に環状溝１９が形成されて同心円の開口部になっている。この開口部には、レシーバから高圧冷媒が供給される高圧配管２０を内管とし、エバポレータから戻ってきた低圧冷媒をコンプレッサの入口へ送り出す低圧配管２１を外管とする二重管が挿入され、パイプクランプ２２によって結合される。高圧配管２０を内管と低圧配管２１を外管とからなる二重管は、図示はしないが、内部で高温の液冷媒と低温のガス冷媒との間で熱交換を行うために必要な長さを有していて内部熱交換器として機能させている。
【００１３】
帯状配管継手部１５は、膨張された冷媒をエバポレータの入口に送り出すエバポレータ入口配管２３が挿入されるポート２４と、エバポレータの出口から戻ってきた蒸発冷媒を受けるエバポレータ出口配管２５が挿入されるポート２６とを有し、ポート２４は、中央通路１６に連通するよう形成され、ポート２６は、中央通路１６および周辺通路１７に連通するよう形成されている。
【００１４】
エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５は、ポート２４，２６へ挿入される側の端部が固定板２７を貫通し、その貫通両端位置にて固定板２７を挟み込むようにそれぞれリブが形成されている。この固定板２７は、ボディ１３の円柱部１４の側部に一体に形成された長方形の帯状配管継手部１５と略同じ形状を有し、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５が帯状配管継手部１５に形成されたポート２４，２６に挿入されたときに、帯状配管継手部１５に接近して並置される。
【００１５】
中央通路１６には、ポート２４と連通する位置よりもパワーエレメント１８の側に弁座２８が圧入され、ポート２４と連通する位置よりもパワーエレメント１８とは反対の側に筒状の弁体２９を開閉方向に進退自在に保持する弁体ガイド３０が圧入されている。弁体２９は、その側面に連通孔が穿設されていて内部に高圧の液冷媒が導入されるようになっている。弁体２９は、また、スプリング３１によって弁座２８に着座する方向に付勢されており、そのスプリング３１は、中央通路１６に圧入されたばね受け部材３２によって受けられている。そのスプリング３１の荷重は、ばね受け部材３２を中央通路１６へ圧入する量によって調整されている。
【００１６】
中央通路１６には、弁座２８を貫通してシャフト３３が配置され、その貫通部はＯリング３４によってシールされている。シャフト３３の一端は、筒状の弁体２９の底部に当接され、他端は、パワーエレメント１８まで延びている。パワーエレメント１８は、エバポレータ出口配管２５によってエバポレータから送り込まれた冷媒の温度および圧力、すなわち過熱度を感知して内部圧力が変化する感温室を備え、その感温室内の圧力変化によるダイヤフラムの変位がシャフト３３を介して弁体２９に直接伝達され、エバポレータへ供給する冷媒の流量を制御することになる。
【００１７】
また、この膨張弁１２では、ポート２４と環状溝１９との間に差圧弁３５が配置されている。この差圧弁３５は、ポート２４における圧力と環状溝１９における圧力との差圧、すなわち、エバポレータの入口の圧力と出口の圧力との差圧を感知し、その差圧が所定値より大きくなると開弁するようにしている。これにより、差圧弁３５は、冷房負荷が非常に高くて、エバポレータを通過する冷媒の流量が多く、内部熱交換器を通過する冷媒の過熱度が高いときに、湿り分の多い冷媒を低圧配管２１内にバイパスさせて、内部熱交換器内で蒸発させることによりコンプレッサに吸引される冷媒の温度を低下させ、コンプレッサ内の温度が高くなり過ぎることによる潤滑オイルの熱劣化を防止する。
【００１８】
膨張弁固定装置１１は、図３の断面によく示されるように、たとえばばね鋼からなる長方形の薄板の長手方向中央をボディ１３の円柱部１４の外周にならってＵ字状に屈曲した本体部１１ａと、その自由端側近傍にてそれぞれ内側に対向するように切り起こされた係止部１１ｂとを有している。この膨張弁固定装置１１は、固定板２７に固定されたエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５をボディ１３の帯状配管継手部１５に形成されたポート２４，２６に挿入した状態で、円柱部１４から帯状配管継手部１５および固定板２７の方向に押し進められ、係止部１１ｂが固定板２７を乗り越えて帯状配管継手部１５とは反対の側端面に係止することにより、ボディ１３と固定板２７とを締結することになる。このように、膨張弁固定装置１１は、ボディ１３と固定板２７とをワンタッチで締結し、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５のボディ１３への取り付けを行うことができる。
【００１９】
以上のように構成された膨張弁１２において、コンプレッサによって圧縮され、コンデンサにて凝縮され、レシーバにて気液分離された高温・高圧の液冷媒は、内部熱交換器の高圧配管２０から、中央通路１６の図の下方から導入され、弁座２８と弁体２９との間の隙間を通ってポート２４に流れる。このとき、液冷媒は断熱膨張されて低温・低圧の気液混合冷媒になり、エバポレータ入口配管２３を介してエバポレータに送られる。エバポレータに送り込まれた冷媒は、車室内の空気と熱交換されることで蒸発され、蒸発された冷媒は、エバポレータ出口配管２５を介して膨張弁１２のポート２６に導入される。ポート２６に導入された冷媒は、中央通路１６を通過して周辺通路１７に入り、周辺通路１７を図の下方へ流れて、内部熱交換器の低圧配管２１を通ってコンプレッサの入口に戻される。エバポレータからの冷媒が中央通路１６を通って周辺通路１７に流入するとき、その冷媒の温度および圧力がパワーエレメント１８によって感知される。パワーエレメント１８は、冷媒の温度および圧力に応じて弁体２９を開閉方向に駆動し、エバポレータに送り出す冷媒の流量を制御する。これにより、この膨張弁１２は、エバポレータ出口の冷媒が所定の過熱度を維持するように冷媒流量を制御することになる。
【００２０】
以上の膨張弁１２のボディ１３は、長手方向に貫通している中央通路１６および周辺通路１７が中空押し出し加工によって成型された素材から作られたものであるが、次に、そのボディ１３の素材について説明する。
【００２１】
図４は膨張弁のボディの素材を示す図であって、（Ａ）は素材の平面図、（Ｂ）はｂ−ｂ矢視断面図、（Ｃ）は側面図であり、図５はボディの素材の加工例を示す図であって、（Ａ）は加工した素材の平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はｃ−ｃ矢視断面図、（Ｄ）は側面図、（Ｅ）は底面図である。
【００２２】
膨張弁１２のボディ１３は、中空押し出し成形材を加工して形成される。その中空押し出し成形材は、円柱部１４と、エバポレータ側の配管を接続するための帯状配管継手部１５とを結合したような概観形状を有している。すなわち、図４の（Ａ）の平面図に見られるように、中空押し出し成形材の円柱部１４は、端面形状が略円形の形状を有し、その中心には長手方向に貫通する中央通路１６を有しており、さらに、中央通路１６の周囲には、断面Ｕ字状の周辺通路１７が帯状配管継手部１５の側とは反対側に有している。
【００２３】
このような形状を有する中空押し出し成形材は、たとえば数メートルの長さに形成されるが、それを長手方向に所定の長さで切断された後、図５に示したように、機械加工されて、ボディ１３が形成される。すなわち、中空押し出し成形材の外側については、図５の（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）に示されるように、長手方向両端部分（図の上方部分と下方部分）が円柱部１４の外径に一致した円になるよう帯状配管継手部１５が切削加工されている。
【００２４】
中空押し出し成形材の内部について、図の上方部分は、図５の（Ａ）および（Ｃ）に示されるように、パワーエレメントを装着するための装着穴３６が機械加工によって形成されている。中空押し出し成形材の下部は、図５の（Ｃ）および（Ｅ）に示されるように、中央通路１６の外側に機械加工によって環状溝１９を形成し、二重管の構成にしている。環状溝１９には、ポート２４に向けて差圧弁３５のための装着穴３７およびバイパス孔３８が形成されている。中空押し出し成形材の側部には、図５の（Ｂ）および（Ｃ）に示されるように、帯状配管継手部１５から中央通路１６に至るポート２４と周辺通路１７に至るポート２６とが機械加工により穿設されている。
【００２５】
なお、以上の実施の形態では、膨張弁固定装置１１は、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５を固定している固定板２７に係止することによって、膨張弁１２をエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５に固定するようにしているが、エバポレータの冷媒入口および冷媒出口に固定板２７のように係止可能な部材を設けることによって、膨張弁１２を冷媒入口配管および冷媒出口配管が突設されているエバポレータに直接固定するようにしても良い。
【００２６】
図６は第２の実施の形態に係る膨張弁固定装置により膨張弁を取り付けた状態を示す側面図、図７は膨張弁の取り付け状態を示す底面図である。なお、図６および図７において、図１ないし図５に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２７】
ここで、第２の実施の形態に係る膨張弁固定装置４１によって取り付けられる膨張弁１２は、図１に示した膨張弁１２と同じもので、図２と同じ内部構成を有し、固定板２７に固定されたエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５がポート２４，２６に挿入され、ボディ１３のパワーエレメント１８とは反対側の端部に内部熱交換器が接続される構成についても、図２に示した構成と同じである。
【００２８】
この膨張弁固定装置４１は、細長い板の長手方向中央を屈曲して帯状配管継手部１５および固定板２７の側面の三方に配置されるようＵ字状を有し、かつ、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５の挿入方向にて帯状配管継手部１５および固定板２７を互いに拘束するような断面コ字状を有する本体部４１ａと、その自由端側近傍にてそれぞれ対向して内側に切り起こされた係止部４１ｂとを有している。この膨張弁固定装置４１は、固定板２７に固定されたエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５をボディ１３の帯状配管継手部１５に形成されたポート２４，２６に挿入した状態で、本体部４１ａが帯状配管継手部１５および固定板２７の長手方向両側面を挟み込むとともに、本体部４１ａの断面コ字状部分が帯状配管継手部１５および固定板２７の長手方向両側面をエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５の挿入方向にて挟み込むようにしながら図６の上方（パワーエレメント１８の側）から帯状配管継手部１５および固定板２７の両側面に沿って押し下げられ、係止部４１ｂが帯状配管継手部１５および固定板２７を乗り越えて図の下端面に係止することにより、ボディ１３と固定板２７とを締結することになる。このように、膨張弁固定装置４１は、ボディ１３と固定板２７とをワンタッチで締結し、これによってエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５のボディ１３への取り付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施の形態に係る膨張弁固定装置により膨張弁を取り付けた状態を示す側面図である。
【図２】膨張弁の取り付け状態を示す中央縦断面図である。
【図３】図２のａ−ａ矢視断面図である。
【図４】膨張弁のボディの素材を示す図であって、（Ａ）は素材の平面図、（Ｂ）はｂ−ｂ矢視断面図、（Ｃ）は側面図である。
【図５】ボディの素材の加工例を示す図であって、（Ａ）は加工した素材の平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はｃ−ｃ矢視断面図、（Ｄ）は側面図、（Ｅ）は底面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る膨張弁固定装置により膨張弁を取り付けた状態を示す側面図である。
【図７】膨張弁の取り付け状態を示す底面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１ 膨張弁固定装置
１１ａ 本体部
１１ｂ 係止部
１２ 膨張弁
１３ ボディ
１４ 円柱部
１５ 帯状配管継手部
１６ 中央通路
１７ 周辺通路
１８ パワーエレメント
１９ 環状溝
２０ 高圧配管
２１ 低圧配管
２２ パイプクランプ
２３ エバポレータ入口配管
２４ ポート
２５ エバポレータ出口配管
２６ ポート
２７ 固定板
２８ 弁座
２９ 弁体
３０ 弁体ガイド
３１ スプリング
３２ ばね受け部材
３３ シャフト
３４ Ｏリング
３５ 差圧弁
３６ 装着穴
３７ 装着穴
３８ バイパス孔
４１ 膨張弁固定装置
４１ａ 本体部
４１ｂ 係止部
【技術分野】
【０００１】
本発明は膨張弁固定装置に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクル内にてエバポレータの出口における冷媒の温度に応じてエバポレータに送り出す冷媒の流量を制御する膨張弁の膨張弁固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置で用いられる膨張弁として、エバポレータを出た冷媒が所定の過熱度を有するようにエバポレータへ送り出す冷媒の流量を制御するようにした温度式膨張弁が知られている。温度式膨張弁は、高温・高圧の液冷媒を断熱膨張させて低温・低圧の気液混合冷媒にする弁部と、エバポレータを出た冷媒の温度を感知するパワーエレメントとを有し、パワーエレメントは、その感温室の圧力がエバポレータを出た冷媒の温度および圧力に応じて変化することによるダイヤフラムの変位を弁部に伝達して弁部の弁リフトを制御するようにしている。
【０００３】
温度式膨張弁は、パワーエレメントにエバポレータを出た冷媒の温度および圧力を感知させるために、エバポレータからコンプレッサに戻る冷媒を通過させる低圧戻り通路を有している。この低圧戻り通路は、弁部のボディを構成するブロックを貫通して形成されている。また、このボディのブロックには、液冷媒を入口ポートに供給する高圧配管と、膨張した冷媒を出口ポートからエバポレータに送り出す低圧配管と、エバポレータの出口を出た冷媒を低圧戻り通路に導入する低圧戻り配管と、この低圧戻り通路を通過した冷媒をコンプレッサの入口に戻す低圧戻り配管との４本の配管が接続されるが、これら４本の配管をブロックに固定しておくための２個のボルト孔が低圧戻り通路と平行に形成されている。
【０００４】
このように、ボディのブロックは、低圧戻り通路と２個のボルト孔とを有し、いずれも、ブロックを貫通して平行に形成されている孔であるので、このような孔を機械加工にて開けるのではなく、そのような孔が中空押し出し加工によって形成されている素材をボディとして使うことが提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。このように、膨張弁のボディとして、中空押し出し加工によって低圧戻り通路と２個のボルト孔とが形成されたブロックを使うことにより、少なくともこのような孔の下孔を開ける必要がないため加工コストが低減されるだけでなく、ボディの素材として既に孔が開いているので、材料費の節約にもなって、コストの安い温度式膨張弁を作ることを可能にしている。
【０００５】
これに対し、本出願人は、長手方向に冷媒通路をなす貫通孔が中空押し出し加工によって形成されたボディを有し、そのボディの側面には、エバポレータへの低圧配管およびエバポレータからの低圧戻り配管が接続されるポートを有する配管取付板が一体に形成された膨張弁を提案している（特願２００７−１０６０３７）。中空押し出し加工によって形成されたボディは、その長手方向の一端にエバポレータを出た冷媒の温度および圧力を感知するパワーエレメントが取り付けられ、その反対側の他端は、二重管構造に加工されていて、これに二重管が接続されるようになっている。この二重管は、内管と外管とを有し、たとえば内管には高圧の冷媒が流れ、内管と外管との間には低圧の冷媒が流れるようにしている。ボディは、長手方向に貫通孔が中空押し出し加工によって成型されているため、ポートを有する配管取付板の近傍を除いて全体的に肉厚部分がなく、特許文献１に記載の膨張弁のボディに比べて大幅な材料費の節約に寄与している。
【特許文献１】特開平１０−２６７４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されたボディを有する膨張弁では、実質的にボディに配管固定用のボルトを通すためのボルト孔を設けることができないという問題点があった。すなわち、ボルト孔は、配管取付板に開けられたポートの軸線に平行な方向に設ける必要があるが、それをボディまたは配管取付板に形成しようとすると、少なくとも中空押し出し方向から見たボルト孔の投影面積の分だけの厚みが必要になってしまう。しかも、その厚みの部分は、中空押し出し方向に連続して形成されることになるが、ボルト孔が形成される部分以外はまったく機能的に無用なものであることから、材料の無駄ができてしまい、ボディを中空押し出し加工によって作るメリットはなくなる。したがって、膨張弁と配管とを固定するためのボルトに代わる膨張弁固定装置が必要になる。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されたボディを有する膨張弁のための膨張弁固定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では上記問題を解決するために、ボディが円柱部とこの側面に配置された帯状配管継手部とが一体に形成され、前記円柱部にはその長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されている膨張弁をエバポレータまたは前記エバポレータから延びるエバポレータ入口配管およびエバポレータ出口配管に取り付ける膨張弁固定装置において、薄板を屈曲して略Ｕ字形状にした本体部とその自由端側にて内側に切り起こされた係止部とを有していることを特徴とする膨張弁固定装置が提供される。
【０００９】
このような膨張弁固定装置によれば、エバポレータ側の配管に膨張弁を接続した状態で、略Ｕ字形状の本体部がボディの円柱部を抱くようにしながら帯状配管継手部の方向に押し進めることで、係止部がエバポレータに設けられた係止可能な部材またはエバポレータから延びるエバポレータ入口配管およびエバポレータ出口配管を固定している固定板に係止されることで、ワンタッチで膨張弁をエバポレータまたは前記エバポレータから延びるエバポレータ入口配管およびエバポレータ出口配管に取り付けた状態に固定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の膨張弁固定装置は、本体部と係止部とを有する簡単な構成を有していて、膨張弁を固定するのに締め付け工具のようなツールを必要とせずにワンタッチで固定操作を完了させることができ、配管を固定するためのボルトが不要であるため、ボルト孔を設けることができないほど材料に無駄のない製法によるボディを有する膨張弁の固定に容易に適用することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る膨張弁固定装置により膨張弁を取り付けた状態を示す側面図、図２は膨張弁の取り付け状態を示す中央縦断面図、図３は図２のａ−ａ矢視断面図である。
【００１２】
本発明の膨張弁固定装置１１が対象とする膨張弁１２は、そのボディ１３が長手方向の中空押し出し加工によって成型された素材からなる温度式膨張弁である。ボディ１３は、図３の断面によく示されるように、円柱部１４とその側部に一体に形成された帯状配管継手部１５とを有し、円柱部１４は、中央通路１６が長手方向に貫通して形成され、その中央通路１６の周囲には、断面Ｕ字状の周辺通路１７が帯状配管継手部１５の側とは反対側に形成されている。図２に示されるように、円柱部１４は、その一端（図の上端）にパワーエレメント１８が配置され、他端（図の下端）は、中央通路１６の周囲に環状溝１９が形成されて同心円の開口部になっている。この開口部には、レシーバから高圧冷媒が供給される高圧配管２０を内管とし、エバポレータから戻ってきた低圧冷媒をコンプレッサの入口へ送り出す低圧配管２１を外管とする二重管が挿入され、パイプクランプ２２によって結合される。高圧配管２０を内管と低圧配管２１を外管とからなる二重管は、図示はしないが、内部で高温の液冷媒と低温のガス冷媒との間で熱交換を行うために必要な長さを有していて内部熱交換器として機能させている。
【００１３】
帯状配管継手部１５は、膨張された冷媒をエバポレータの入口に送り出すエバポレータ入口配管２３が挿入されるポート２４と、エバポレータの出口から戻ってきた蒸発冷媒を受けるエバポレータ出口配管２５が挿入されるポート２６とを有し、ポート２４は、中央通路１６に連通するよう形成され、ポート２６は、中央通路１６および周辺通路１７に連通するよう形成されている。
【００１４】
エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５は、ポート２４，２６へ挿入される側の端部が固定板２７を貫通し、その貫通両端位置にて固定板２７を挟み込むようにそれぞれリブが形成されている。この固定板２７は、ボディ１３の円柱部１４の側部に一体に形成された長方形の帯状配管継手部１５と略同じ形状を有し、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５が帯状配管継手部１５に形成されたポート２４，２６に挿入されたときに、帯状配管継手部１５に接近して並置される。
【００１５】
中央通路１６には、ポート２４と連通する位置よりもパワーエレメント１８の側に弁座２８が圧入され、ポート２４と連通する位置よりもパワーエレメント１８とは反対の側に筒状の弁体２９を開閉方向に進退自在に保持する弁体ガイド３０が圧入されている。弁体２９は、その側面に連通孔が穿設されていて内部に高圧の液冷媒が導入されるようになっている。弁体２９は、また、スプリング３１によって弁座２８に着座する方向に付勢されており、そのスプリング３１は、中央通路１６に圧入されたばね受け部材３２によって受けられている。そのスプリング３１の荷重は、ばね受け部材３２を中央通路１６へ圧入する量によって調整されている。
【００１６】
中央通路１６には、弁座２８を貫通してシャフト３３が配置され、その貫通部はＯリング３４によってシールされている。シャフト３３の一端は、筒状の弁体２９の底部に当接され、他端は、パワーエレメント１８まで延びている。パワーエレメント１８は、エバポレータ出口配管２５によってエバポレータから送り込まれた冷媒の温度および圧力、すなわち過熱度を感知して内部圧力が変化する感温室を備え、その感温室内の圧力変化によるダイヤフラムの変位がシャフト３３を介して弁体２９に直接伝達され、エバポレータへ供給する冷媒の流量を制御することになる。
【００１７】
また、この膨張弁１２では、ポート２４と環状溝１９との間に差圧弁３５が配置されている。この差圧弁３５は、ポート２４における圧力と環状溝１９における圧力との差圧、すなわち、エバポレータの入口の圧力と出口の圧力との差圧を感知し、その差圧が所定値より大きくなると開弁するようにしている。これにより、差圧弁３５は、冷房負荷が非常に高くて、エバポレータを通過する冷媒の流量が多く、内部熱交換器を通過する冷媒の過熱度が高いときに、湿り分の多い冷媒を低圧配管２１内にバイパスさせて、内部熱交換器内で蒸発させることによりコンプレッサに吸引される冷媒の温度を低下させ、コンプレッサ内の温度が高くなり過ぎることによる潤滑オイルの熱劣化を防止する。
【００１８】
膨張弁固定装置１１は、図３の断面によく示されるように、たとえばばね鋼からなる長方形の薄板の長手方向中央をボディ１３の円柱部１４の外周にならってＵ字状に屈曲した本体部１１ａと、その自由端側近傍にてそれぞれ内側に対向するように切り起こされた係止部１１ｂとを有している。この膨張弁固定装置１１は、固定板２７に固定されたエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５をボディ１３の帯状配管継手部１５に形成されたポート２４，２６に挿入した状態で、円柱部１４から帯状配管継手部１５および固定板２７の方向に押し進められ、係止部１１ｂが固定板２７を乗り越えて帯状配管継手部１５とは反対の側端面に係止することにより、ボディ１３と固定板２７とを締結することになる。このように、膨張弁固定装置１１は、ボディ１３と固定板２７とをワンタッチで締結し、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５のボディ１３への取り付けを行うことができる。
【００１９】
以上のように構成された膨張弁１２において、コンプレッサによって圧縮され、コンデンサにて凝縮され、レシーバにて気液分離された高温・高圧の液冷媒は、内部熱交換器の高圧配管２０から、中央通路１６の図の下方から導入され、弁座２８と弁体２９との間の隙間を通ってポート２４に流れる。このとき、液冷媒は断熱膨張されて低温・低圧の気液混合冷媒になり、エバポレータ入口配管２３を介してエバポレータに送られる。エバポレータに送り込まれた冷媒は、車室内の空気と熱交換されることで蒸発され、蒸発された冷媒は、エバポレータ出口配管２５を介して膨張弁１２のポート２６に導入される。ポート２６に導入された冷媒は、中央通路１６を通過して周辺通路１７に入り、周辺通路１７を図の下方へ流れて、内部熱交換器の低圧配管２１を通ってコンプレッサの入口に戻される。エバポレータからの冷媒が中央通路１６を通って周辺通路１７に流入するとき、その冷媒の温度および圧力がパワーエレメント１８によって感知される。パワーエレメント１８は、冷媒の温度および圧力に応じて弁体２９を開閉方向に駆動し、エバポレータに送り出す冷媒の流量を制御する。これにより、この膨張弁１２は、エバポレータ出口の冷媒が所定の過熱度を維持するように冷媒流量を制御することになる。
【００２０】
以上の膨張弁１２のボディ１３は、長手方向に貫通している中央通路１６および周辺通路１７が中空押し出し加工によって成型された素材から作られたものであるが、次に、そのボディ１３の素材について説明する。
【００２１】
図４は膨張弁のボディの素材を示す図であって、（Ａ）は素材の平面図、（Ｂ）はｂ−ｂ矢視断面図、（Ｃ）は側面図であり、図５はボディの素材の加工例を示す図であって、（Ａ）は加工した素材の平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はｃ−ｃ矢視断面図、（Ｄ）は側面図、（Ｅ）は底面図である。
【００２２】
膨張弁１２のボディ１３は、中空押し出し成形材を加工して形成される。その中空押し出し成形材は、円柱部１４と、エバポレータ側の配管を接続するための帯状配管継手部１５とを結合したような概観形状を有している。すなわち、図４の（Ａ）の平面図に見られるように、中空押し出し成形材の円柱部１４は、端面形状が略円形の形状を有し、その中心には長手方向に貫通する中央通路１６を有しており、さらに、中央通路１６の周囲には、断面Ｕ字状の周辺通路１７が帯状配管継手部１５の側とは反対側に有している。
【００２３】
このような形状を有する中空押し出し成形材は、たとえば数メートルの長さに形成されるが、それを長手方向に所定の長さで切断された後、図５に示したように、機械加工されて、ボディ１３が形成される。すなわち、中空押し出し成形材の外側については、図５の（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）に示されるように、長手方向両端部分（図の上方部分と下方部分）が円柱部１４の外径に一致した円になるよう帯状配管継手部１５が切削加工されている。
【００２４】
中空押し出し成形材の内部について、図の上方部分は、図５の（Ａ）および（Ｃ）に示されるように、パワーエレメントを装着するための装着穴３６が機械加工によって形成されている。中空押し出し成形材の下部は、図５の（Ｃ）および（Ｅ）に示されるように、中央通路１６の外側に機械加工によって環状溝１９を形成し、二重管の構成にしている。環状溝１９には、ポート２４に向けて差圧弁３５のための装着穴３７およびバイパス孔３８が形成されている。中空押し出し成形材の側部には、図５の（Ｂ）および（Ｃ）に示されるように、帯状配管継手部１５から中央通路１６に至るポート２４と周辺通路１７に至るポート２６とが機械加工により穿設されている。
【００２５】
なお、以上の実施の形態では、膨張弁固定装置１１は、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５を固定している固定板２７に係止することによって、膨張弁１２をエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５に固定するようにしているが、エバポレータの冷媒入口および冷媒出口に固定板２７のように係止可能な部材を設けることによって、膨張弁１２を冷媒入口配管および冷媒出口配管が突設されているエバポレータに直接固定するようにしても良い。
【００２６】
図６は第２の実施の形態に係る膨張弁固定装置により膨張弁を取り付けた状態を示す側面図、図７は膨張弁の取り付け状態を示す底面図である。なお、図６および図７において、図１ないし図５に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２７】
ここで、第２の実施の形態に係る膨張弁固定装置４１によって取り付けられる膨張弁１２は、図１に示した膨張弁１２と同じもので、図２と同じ内部構成を有し、固定板２７に固定されたエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５がポート２４，２６に挿入され、ボディ１３のパワーエレメント１８とは反対側の端部に内部熱交換器が接続される構成についても、図２に示した構成と同じである。
【００２８】
この膨張弁固定装置４１は、細長い板の長手方向中央を屈曲して帯状配管継手部１５および固定板２７の側面の三方に配置されるようＵ字状を有し、かつ、エバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５の挿入方向にて帯状配管継手部１５および固定板２７を互いに拘束するような断面コ字状を有する本体部４１ａと、その自由端側近傍にてそれぞれ対向して内側に切り起こされた係止部４１ｂとを有している。この膨張弁固定装置４１は、固定板２７に固定されたエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５をボディ１３の帯状配管継手部１５に形成されたポート２４，２６に挿入した状態で、本体部４１ａが帯状配管継手部１５および固定板２７の長手方向両側面を挟み込むとともに、本体部４１ａの断面コ字状部分が帯状配管継手部１５および固定板２７の長手方向両側面をエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５の挿入方向にて挟み込むようにしながら図６の上方（パワーエレメント１８の側）から帯状配管継手部１５および固定板２７の両側面に沿って押し下げられ、係止部４１ｂが帯状配管継手部１５および固定板２７を乗り越えて図の下端面に係止することにより、ボディ１３と固定板２７とを締結することになる。このように、膨張弁固定装置４１は、ボディ１３と固定板２７とをワンタッチで締結し、これによってエバポレータ入口配管２３およびエバポレータ出口配管２５のボディ１３への取り付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施の形態に係る膨張弁固定装置により膨張弁を取り付けた状態を示す側面図である。
【図２】膨張弁の取り付け状態を示す中央縦断面図である。
【図３】図２のａ−ａ矢視断面図である。
【図４】膨張弁のボディの素材を示す図であって、（Ａ）は素材の平面図、（Ｂ）はｂ−ｂ矢視断面図、（Ｃ）は側面図である。
【図５】ボディの素材の加工例を示す図であって、（Ａ）は加工した素材の平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はｃ−ｃ矢視断面図、（Ｄ）は側面図、（Ｅ）は底面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る膨張弁固定装置により膨張弁を取り付けた状態を示す側面図である。
【図７】膨張弁の取り付け状態を示す底面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１ 膨張弁固定装置
１１ａ 本体部
１１ｂ 係止部
１２ 膨張弁
１３ ボディ
１４ 円柱部
１５ 帯状配管継手部
１６ 中央通路
１７ 周辺通路
１８ パワーエレメント
１９ 環状溝
２０ 高圧配管
２１ 低圧配管
２２ パイプクランプ
２３ エバポレータ入口配管
２４ ポート
２５ エバポレータ出口配管
２６ ポート
２７ 固定板
２８ 弁座
２９ 弁体
３０ 弁体ガイド
３１ スプリング
３２ ばね受け部材
３３ シャフト
３４ Ｏリング
３５ 差圧弁
３６ 装着穴
３７ 装着穴
３８ バイパス孔
４１ 膨張弁固定装置
４１ａ 本体部
４１ｂ 係止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディが円柱部とこの側面に配置された帯状配管継手部とが一体に形成され、前記円柱部にはその長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されている膨張弁をエバポレータまたは前記エバポレータから延びるエバポレータ入口配管およびエバポレータ出口配管に取り付ける膨張弁固定装置において、
薄板を屈曲して略Ｕ字形状にした本体部とその自由端側にて内側に切り起こされた係止部とを有していることを特徴とする膨張弁固定装置。
【請求項２】
前記本体部は、長方形の薄板の長手方向中央を前記円柱部の外周にならってＵ字状に屈曲して形成され、それらの自由端が前記円柱部から前記帯状配管継手部を介して延出され、前記エバポレータに設けられた係止可能な部材または前記エバポレータ入口配管および前記エバポレータ出口配管の先端近傍に固定された固定板に、前記係止部を係止することによって前記膨張弁を前記エバポレータまたは前記固定板に固定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁固定装置。
【請求項３】
前記エバポレータ入口配管および前記エバポレータ出口配管が前記帯状配管継手部に形成されたポートに挿入されたときに、前記エバポレータ入口配管および前記エバポレータ出口配管の先端近傍に固定されて前記帯状配管継手部と略同じ形状を有する固定板が前記帯状配管継手部に並置される前記膨張弁に適用されるものであって、
前記本体部は、細長い板の長手方向中央を屈曲して前記帯状配管継手部および前記固定板の側面の三方に配置されるようＵ字状を有し、かつ、前記エバポレータ入口配管および前記エバポレータ出口配管の挿入方向にて前記帯状配管継手部および前記固定板を互いに拘束するような断面コ字状を有し、前記帯状配管継手部および前記固定板の残り一方の側面に前記係止部が係止されることによって前記膨張弁を前記固定板に固定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁固定装置。
【請求項１】
ボディが円柱部とこの側面に配置された帯状配管継手部とが一体に形成され、前記円柱部にはその長手方向に冷媒通路の貫通孔が中空押し出し加工によって成型されている膨張弁をエバポレータまたは前記エバポレータから延びるエバポレータ入口配管およびエバポレータ出口配管に取り付ける膨張弁固定装置において、
薄板を屈曲して略Ｕ字形状にした本体部とその自由端側にて内側に切り起こされた係止部とを有していることを特徴とする膨張弁固定装置。
【請求項２】
前記本体部は、長方形の薄板の長手方向中央を前記円柱部の外周にならってＵ字状に屈曲して形成され、それらの自由端が前記円柱部から前記帯状配管継手部を介して延出され、前記エバポレータに設けられた係止可能な部材または前記エバポレータ入口配管および前記エバポレータ出口配管の先端近傍に固定された固定板に、前記係止部を係止することによって前記膨張弁を前記エバポレータまたは前記固定板に固定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁固定装置。
【請求項３】
前記エバポレータ入口配管および前記エバポレータ出口配管が前記帯状配管継手部に形成されたポートに挿入されたときに、前記エバポレータ入口配管および前記エバポレータ出口配管の先端近傍に固定されて前記帯状配管継手部と略同じ形状を有する固定板が前記帯状配管継手部に並置される前記膨張弁に適用されるものであって、
前記本体部は、細長い板の長手方向中央を屈曲して前記帯状配管継手部および前記固定板の側面の三方に配置されるようＵ字状を有し、かつ、前記エバポレータ入口配管および前記エバポレータ出口配管の挿入方向にて前記帯状配管継手部および前記固定板を互いに拘束するような断面コ字状を有し、前記帯状配管継手部および前記固定板の残り一方の側面に前記係止部が係止されることによって前記膨張弁を前記固定板に固定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁固定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−３０９４５１（Ｐ２００８−３０９４５１Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６０２９１（Ｐ２００７−１６０２９１）
【出願日】平成１９年６月１８日（２００７．６．１８）
【出願人】（０００１３３６５２）株式会社テージーケー (280)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１８日（２００７．６．１８）
【出願人】（０００１３３６５２）株式会社テージーケー (280)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]